DE2727378A1

DE2727378A1 - Einrichtung zur kontrolle der betriebsfaehigkeit von schaltgeraeten

Info

Publication number: DE2727378A1
Application number: DE19772727378
Authority: DE
Inventors: Robert Dr Kugler; Eckhard Dr Pflaum
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-06-15
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1979-01-04
Also published as: DE2727378C2; JPS6117303B2; JPS547577A

Description

Einrichtungen zur Kontrolle der Betriebsfähigkeit
von Schaltgeräten Die Erfindung befaßt sich mit einer Einrichtung zur Kontrolle der Betriebsfähigkeit von Schaltgeräten mit einem Stromwandler.
Einrichtungen dieser Art sind beispielsweise bekannt geworden durch die DT-OS 23 16 099. Hierbei ist ein Summenstromwandler vorgesehen, der eine Unsymmetrie der kapazitiven Erdschlußströme erfaßt, wie sie durch das Stehlenbleiben eines Lichtbogens an den geöffneten Schaltatücken eines schadhaften Schaltgefaßes des Schaltgerätes hervorgerufen wird. Diese Einrichtung ist daher geeignet, einen größeren Schaden zu verhindern, wenn ein Schaltgefäß seine Löschfähigkeit eingebüßt hat. Dagegen ist keine Warnung möglich, daß z. B. eines der Schaltgefäße nach einer bestimmten Anzahl weiterer Schaltungen voraussichtlich ersetzt werden muß. Dies wäre am besten durch eine Ermittlung des Zustandes der Schaltstücke zu erreichen, wofür aber keine zuverlässige Methode bekannt ist. Zwar kann der Abbrand der Schaltstücke annähernd durch die Längenänderung der Kontaktkraftfeder optisch angezeigt werden, wie dies beispielsweise in der DT-PS 24 05 1los9 beschrieben ist. Diese Einrichtung zeichnet sich auch durch einen einfachen, robusten Aufbau aus, vermag jedoch nicht in der Praxis häufig vorkommende wichtige Fehlerfälle zu erfassen, z. B. einen unsymmetrischen Abbrand der Schaltstücke oder die i)ilduig von ausgebrannten Stellen in den Kontaktfliichen.
Beide Ezscheinungen vermindern aber das Schaltvermögen erheb-Lich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abbrand der Schaltstücke nach Erfahiugswerten, z. B. als tatsächlich aufgetretenen Materialverlust der Schaltstücke zu erfassen und eine Anzeige zu ermöglichen, wenn ein bestimmtes, als Grenzwert vorgegebenes Maß des Abbrandes erreicht ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einrichtung ein elektronisches Speicherelement umfaßt, in dem eine Funktion für den Abbrand der Schaltstücke des Schaltgerätes in Abhängigkeit von der Höhe des Stromes gespeichert ist, und daß eine Addierstufe vorgesehen ist, die die aus dem Strom und dem Speicherinhalt ermittelten Abbrandwerte summiert. Diese Einrichtung ermöglicht eine insbesonders für wartungsarme Schaltgeräte wichtige, wesentlich genauere Erfassung des Abbrandes als die Einrichtung nach einem älteren Vorschlag (Patentanmeldung P 26 40 921.2), weil sie die Erkenntnis verwertet, daß der Abbrand, d. h. der Materialverlust, der Summe der Abschaltströme nicht direkt proportional ist, sonderndaß eine Abhängigkeit des Abbrandes von der Höhe des zu unterbrechenden Stromes nach einer bestimmten Funktion besteht. Diese Funktion kann experimentell für jedes Schaltgerät (Leistungs-, Lastschalter, Schütze etc.) bestimmt werden und kann in dem elektronischen Speicherelement, z. B. einem ROM, fest gespeichert werden. Der Hilfsschalter, vorzugsweise ein Wischkontakt, sorgt dafür, daß nur ein Augenblickswert des Stromes bei der Abschaltung in dem Speicherelement ausgewertet wird. Es wird dabei angenommen, daß die Lichtbogenzeiten bei allen Ajbschältungen einem statistischen Mittelwert entsprechend gleich sind und daß auch die Ströme und Stromflußzeiten in den einzlnen Phasen statistisch gleich sind.
Kann letzters, z. B. in Hochspannungsnetzen mit einpoliger Fehlerfortschaltung, nicht vorausgesetzt werden, so kann die erfindungsgemäße Einrichtung für Jede Phase getrennt, d. h. im Drehstromsystem dreifach vorgesehen sein.
Vorzugsweise kann eine Vergleichsstufe vorgesehen sein, die ein Signal abgibt, wenn die Summe der Abbrandwerte einen vorgebbaren Sollwert überschreitet.
Die Cenauigkeit der Abbrandanzeige kann noch dadurch verbessert werden, daß das elektronische Speicherelement und die Addierstufe durch einen in Abhangigkeit von der Schaltstückbewegung ein- und ausschaltbaren Oszillator steuerbar sind. Auf diese Weise wird der während des Abschaltvorganges fließende Strom integriert, wodurch die unterschied]ichen Lichtbogenzeiten bei den einzelnen Abschaltungen berücksichtigt werden. Der Hilfsschalter ist in diesem Fall kein Wischkontakt, sondern ein Schließer, der bei Beginn der Ausschaltbewegung geschlossen und am Endc des Ausschaltiiubes wieder geöffnet wird. Es können anstelle der iiblichen mechanischen ijilfsschalter auch kontaktlose Elemente verwendet werden, die in Abhängigkeit von der Schaltstückbewegung elektrische Impulse abgeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausfilhrungsbeispieles näher erläutcrt.
In der Figur ist schematisch ein Leistungsschalter 1 gezeigt, der in die S)eiseleitung 2 eines Verbrauchers 3 eingeschaltet ist. Diese Komponenten können ein- oder mehrphasig, vorzugsweise dreiphasig ausgebildet sein. Der durch die Speiseleitung 2 fließende Strom wird durch einen Stromwandler 4erfaßt. Bei einer mchrpleasigen Anordnung genügt ein Stromwandler für eine der Phasen, sofern angenommen werden kann, daß die Ströme und Stromflunzeiten in den einzelnen Phasen im wesentlichen übereinstimmen. Der Stromwandler 4 ist mit einer Bürde 5 belastet, an deren Ausgallg eine dem in der Speiseleitung 2 fließenden Strom proportionale Spannung zur Verfügung steht. Diese wird einem Analog-Digitalwandler 6 zugeführt, der die dem Strom proportionalen Spannungen in digitale Zahlenwerte umwandelt. Zu jedem digitalen Stromwert kann aus dem Halbleiterspeicher 7 ein zugehöriger Wert für den Abbrand der Schaltstücke des Leistungsschalters 1 ausgelesen werden. In diesem Speicherelement sind die Abbrandwerte in Abhängigkeit von der Höhe des Stromes fest gespeichert. Das Auslesen der Zahlenwerte für den Abbrand aus dem Speicherelement 7 geschieht dann, wenn bei einer Ausschaltung des Leistungs- schalters 1 ein iiilfsschalterkontakt 10, der als Wischkontakt ausgebildet ist, einen Schaltimpuls gibt. Der Zahlenwert, der den in diesem Augenblick über die Speiseleitung 2 fließenden Strom entspricht, wird einer Addierstufe ii zugefuhrt und dort gespeichert. Der Speicherinhalt der Addierstufe 11 entspricht somit stets dem Gesamtwert des ermittelten Abbrandes. Eine Vergleichsstufe 12 gestattet es, den Speice rinhalt der Addierstufe 11 mit einem Sollwert zu vergLeichen, der in einem Sollwertspeicher 13 bereitgehalten wird. Ergibt der Vergleich, daß der Sollwert erreicht ist, so steht am Ausgang 14 der Vergleichsstufe 12 ein Signal bereit, das für eine Meldung oder weitere Schutzmaßnahmen ausgewertet werden kann.
In der Figur sind strichpunktiert Teile dargestellt, die eine noch genauere Erfassung des Abbrandes gestatten. Dt es geschieht durch einen Oszillator 15, der durch einen iiiifsschalter 16 bei Beginn der Ausschaltbewegung des LeistungsschaLtcrs 1 e'n- und bei Beendigung der Ausschaltbewegung bzw. bei einem der Stromflußzeit entsprechenden Kontaktabstand ausgeschaltet wird. Die Oszillatorimpulse werden dem Speicherelemente 7 und der Addierstufe 11 zugeführt, die nun die Augenblickswerte des dem Strom-Zeit-Produkt entsprechenden Abbrandes integrieren und damit auch die unterschiedliche Lichtbogendauer bei den verschiedenen Ausschaltvorgängen berücksichtigen. Die weitere Auswertung des Speicherinhaltes der Addierstufe 11 durch eine VergLeicllss-uSe 12 und eine Sollwertvorgabe 13 kann in gleicher Weise geschehen, wie dies zuvor beschrieben wurde.
3 Ansprüche 1 Figur Leerseite

Claims

Patentansprüche Einrichtung zur Kontrolle der Betriebsfähigkeit von Schaltgeräten mit einem Stromwandler, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Einrichtung ein durch einen Hilfsschalter (10, 16) gesteuertes elektronisches Speicherelement (7) umfaßt, in dem der Abbrand der Schaltstücke des Schaltgerätes (1) in Abhängigkeit von der Höhe des abzuschaltenden Stromes als Zahlenwert gespeichert ist, und daß eine Addierstufe (11) vorgesehen ist, die die aus dem Strom und dem Inhalt des Speicherelementes ermittelten Abbrandwerte summiert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergleichsstufe (12) vorgesehen ist, die ein Signal abgibt, wenn die Summe der Abbrandwerte einen vorgebbaren Sollwert (13) überschreitet.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Speicherelement (7) und die Addierstufe (11) durch einen in Abhängigkeit von der Bewegung der Schaltstücke des Schaltgerätes (1) ein- und ausschaltbaren Oszillator (15) steuerbar sind.